Динамическая перекомпиляция

Оперативная трансляция кода между процессорами

В информатике динамическая перекомпиляция является функцией некоторых эмуляторов и виртуальных машин , где система может перекомпилировать некоторую часть программы во время выполнения. Компилируя во время выполнения, система может адаптировать сгенерированный код для отражения среды выполнения программы и потенциально производить более эффективный код , используя информацию, которая недоступна традиционному статическому компилятору .

Использует

Большинство динамических рекомпиляторов используются для преобразования машинного кода между архитектурами во время выполнения. Это задача, часто необходимая при эмуляции устаревших игровых платформ. В других случаях система может использовать динамическую рекомпиляцию как часть стратегии адаптивной оптимизации для выполнения переносимого представления программы, такого как байт-коды Java или .NET Common Language Runtime . Отладчики полной скорости также используют динамическую рекомпиляцию для сокращения накладных расходов, возникающих в большинстве методов деоптимизации , и других функций, таких как динамическая миграция потоков .

Задачи

Основные задачи, которые должен выполнять динамический рекомпилятор:

• Чтение машинного кода с исходной платформы
• Выпуск машинного кода для целевой платформы

Динамический рекомпилятор может также выполнять некоторые вспомогательные задачи:

• Управление кэшем перекомпилированного кода
• Обновление количества прошедших циклов на платформах с регистрами количества циклов
• Управление проверкой прерываний
• Предоставление интерфейса для виртуализированного вспомогательного оборудования, например, графического процессора
• Оптимизация структур кода более высокого уровня для эффективной работы на целевом оборудовании (см. ниже)

Приложения

• Многие виртуальные машины Java поддерживают динамическую перекомпиляцию.
• Rosetta от Apple для Mac OS X на платформе x86 позволяет запускать код PowerPC на архитектуре x86 .
• Более поздние версии эмулятора Mac 68K использовались в классической Mac OS для запуска кода 680x0 на оборудовании PowerPC.
• Psyco — специализированный компилятор для Python .
• Проект HP Dynamo , пример прозрачного бинарного динамического оптимизатора . ^[1]
• DynamoRIO — преемник Dynamo с открытым исходным кодом , работающий с наборами инструкций ARM , x86-64 и IA-64 (Itanium). ^{[2] [3]}
• Виртуальная машина Vx32 использует динамическую перекомпиляцию для создания независимых от ОС песочниц архитектуры x86 для безопасных подключаемых модулей приложений .
• Microsoft Virtual PC для Mac, используемый для запуска кода x86 на PowerPC.
• FreeKEYB, международный драйвер клавиатуры и консоли DOS со множеством улучшений удобства использования, использовал самомодифицирующийся код и динамическое устранение мертвого кода для минимизации его образа в памяти на основе его пользовательской конфигурации (выбранные функции, языки, макеты) и фактической среды выполнения (вариант и версия ОС, загруженные драйверы, базовое оборудование), автоматически разрешая зависимости, динамически перемещая и рекомбинируя разделы кода на уровне байтовой детализации и оптимизируя строки операций на основе семантической информации, предоставленной в исходном коде, информации о перемещении, сгенерированной специальными инструментами во время сборки, и информации профиля, полученной во время загрузки. ^[4]
• Широко распространено мнение, что функция обратной совместимости Xbox 360 (т. е. запуск игр, написанных для оригинальной Xbox ) использует динамическую перекомпиляцию.
• Rosetta 2 от Apple для процессоров Apple позволяет транслировать многие приложения, скомпилированные для процессоров на базе x86-64 , для выполнения на процессорах Apple.
• QEMU

Эмуляторы

• PCSX2 ^[5] , эмулятор PlayStation 2 , имеет рекомпилятор под названием «microVU», преемник «SuperVU».
• GCemu, ^[6] эмулятор GameCube .
• GEM ^{[7] —} эмулятор Game Boy для MSX, использующий оптимизирующий динамический рекомпилятор.
• DeSmuME ^[8], эмулятор Nintendo DS , имеет опцию dynarec.
• Psp от Soywiz, ^[9] эмулятор PlayStation Portable , имеет опцию dynarec.
• Mupen64Plus , мультиплатформенный эмулятор Nintendo 64. ^[10]
• Yabause, многоплатформенный эмулятор Saturn . ^[11]
• PPSSPP , многоплатформенный эмулятор PlayStation Portable , по умолчанию использует динамический рекомпилятор JIT . ^[12]
• PCem , эмулятор для старых платформ ПК, который можно использовать на Windows и Linux. Он использует рекомпилятор для перевода устаревших вызовов процессора в современные инструкции процессора и для увеличения скорости эмуляции в целом.
• 86Box , форк PCem с целью более точной эмуляции. Он использует рекомпилятор для той же цели.

Смотрите также

• Двоичный рекомпилятор
• Двоичный перевод
• Сравнение программного обеспечения для виртуализации платформ
• Компиляция точно в срок
• Приборостроение (компьютерное программирование)

Ссылки

1. "Технический отчет HP Labs по Dynamo". Архивировано из оригинала 2008-07-07 . Получено 2006-01-22 .
2. "DynamoRIO Dynamic Instrumentation Tool Platform". Архивировано из оригинала 2019-09-05 . Получено 2016-04-12 .
3. "DynamoRIO". GitHub . 2021-10-15.
4. Пол, Маттиас Р.; Фринк, Аксель К. (1997-10-13) [впервые опубликовано в 1991 г.], FreeKEYB - Enhanced DOS keyboard and console driver (User Manual) (v6.5 ed.)
5. "PCSX 2". Архивировано из оригинала 2005-10-29 . Получено 2009-04-15 .
6. petebernert (2015-10-03). "GCemu". SourceForge .
7. "Gameboy Emulator for MSX | The New Image". GEM . Получено 2014-01-12 .
8. "DeSmuME v0.9.9".
9. Публикация Карлоса Баллестероса Веласко (28 июля 2013 г.). «Эмулятор PSP Soywiz: Выпуск: Эмулятор PSP Soywiz 28 июля 2013 г. (r525)» . Pspemu.soywiz.com . Проверено 12 января 2014 г.
10. Mupen64Plus
11. "Ш2".
12. "PPSSPP - PPSSPP - эмулятор PSP для Android, Windows, Linux, iOS, MacOSX". ppsspp.org . Получено 17.11.2021 .

Внешние ссылки

• Учебник по динамическому рекомпилятору. Архив на Wayback Machine (архив 11 июня 2021 г.).
• Записи в блоге о написании динамического рекомпилятора MIPS в PPC.